[發(fā)明專利]巖石力學(xué)層約束下的低滲透儲(chǔ)層不同尺度裂縫定量預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110819404.3
• 申請(qǐng)日: 2021-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113534291B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮建偉;渠繼航;高翔;劉善偉;錢品淑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): G01V11/00
• 分類號(hào): G01V11/00
• 代理公司: 北京匯澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 關(guān)宇辰

本發(fā)明屬于石油勘探領(lǐng)域，具體地，涉及一種巖石力學(xué)層約束下的低滲透儲(chǔ)層不同尺度裂縫定量預(yù)測(cè)方法，步驟如下：建立單井裂縫發(fā)育模式，建立連井裂縫發(fā)育模式并劃分裂縫尺度，進(jìn)行巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)、力學(xué)參數(shù)測(cè)井解釋及動(dòng)－靜態(tài)校正，劃分各級(jí)巖石力學(xué)層結(jié)構(gòu)劃分并建立三維地質(zhì)力學(xué)模型，確定關(guān)鍵造縫期并進(jìn)行三維古應(yīng)力場(chǎng)模擬，推導(dǎo)建立軟硬互層巖石多級(jí)破裂準(zhǔn)則及裂縫參數(shù)力學(xué)表征模型，進(jìn)行低滲透儲(chǔ)層不同尺度裂縫的定量預(yù)測(cè)，最終通過(guò)井點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證裂縫定量預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性。本發(fā)明能準(zhǔn)確地獲取砂?泥巖互層型低滲透儲(chǔ)層多尺度裂縫參數(shù)并進(jìn)行定量表征，適合于任何層狀結(jié)構(gòu)儲(chǔ)層的裂縫定量預(yù)測(cè)工作，減少了勘探開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)和成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，具體地，涉及一種巖石力學(xué)層約束下的低滲透儲(chǔ)層不同尺度裂縫定量預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著世界對(duì)油氣能源需求量的不斷加大和油氣勘探的不斷深入，全球油氣勘探逐漸從常規(guī)走向非常規(guī)、從淺層走向深層乃至超深層，低滲、超低滲儲(chǔ)層受到普遍關(guān)注并不斷取得突破，其中不同尺度的裂縫預(yù)測(cè)己經(jīng)成為目前研究的熱點(diǎn)之一。在低滲透儲(chǔ)層中，構(gòu)造裂縫是改善儲(chǔ)層物性、提高油氣產(chǎn)能的關(guān)鍵因素，構(gòu)造裂縫的準(zhǔn)確描述和有效預(yù)測(cè)，對(duì)指導(dǎo)低滲透油氣藏勘探和開(kāi)發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

與世界其它地區(qū)不同的是，我國(guó)低滲透儲(chǔ)層廣泛發(fā)育，巖性主要包括碎屑巖和碳酸鹽巖，有著埋藏深、成巖作用強(qiáng)、低孔低滲、裂縫發(fā)育等特殊的地質(zhì)特征，且由于頻繁的海或湖平面變化，造成了垂向上多種軟、硬巖性頻繁互層的現(xiàn)象。在多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下，這些儲(chǔ)層中的裂縫發(fā)育不僅受控于區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)、斷層和褶皺等因素，還受到泥巖隔夾層和巖性界面的顯著影響，進(jìn)一步加劇了裂縫空間分布的非均質(zhì)性，從而給裂縫的識(shí)別和預(yù)測(cè)帶來(lái)了極大困難。目前，從應(yīng)力場(chǎng)角度描述和預(yù)測(cè)裂縫發(fā)育規(guī)律已取得了較好的效果，但針對(duì)互層型低滲透儲(chǔ)層裂縫的預(yù)測(cè)還沒(méi)有形成有效通用的手段，預(yù)測(cè)結(jié)果與單井測(cè)量結(jié)果具有一定偏差，尤其與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)存在一定矛盾。關(guān)鍵問(wèn)題是對(duì)這種復(fù)合巖體的復(fù)雜破裂機(jī)理仍然不清，尚未建立合理的強(qiáng)度和力學(xué)模型，以解決裂縫“質(zhì)”(裂縫產(chǎn)生、擴(kuò)展)和“量”(裂縫規(guī)模、數(shù)量)的表征問(wèn)題。因此，有必要在巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)、斷裂力學(xué)理論和能量守恒定律的基礎(chǔ)上，從新的角度對(duì)互層巖體破裂機(jī)理及演化規(guī)律做進(jìn)一步的研究與探索，建立統(tǒng)一理論框架下的裂縫參數(shù)表征模型，結(jié)合巖石力學(xué)層約束下的精細(xì)地質(zhì)力學(xué)模型和數(shù)值模擬手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)低滲透儲(chǔ)層裂縫的三維定量預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種巖石力學(xué)層約束下的低滲透儲(chǔ)層不同尺度裂縫定量預(yù)測(cè)方法，針對(duì)砂泥巖互層型低滲透儲(chǔ)層，結(jié)合泥巖隔夾層分布、不整合發(fā)育、裂縫發(fā)育特征及石力學(xué)參數(shù)解釋，劃分巖石力學(xué)層結(jié)構(gòu)，基于巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)構(gòu)建軟硬互層的巖石多級(jí)破裂準(zhǔn)則以及裂縫參數(shù)力學(xué)表征模型，通過(guò)古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)模擬定量預(yù)測(cè)不同尺度裂縫的密度、開(kāi)度參數(shù)三維分布，綜合巖心觀察、測(cè)井解釋、地震反演、巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)、地質(zhì)建模、有限元數(shù)值模擬等多種手段，構(gòu)建巖石力學(xué)層約束下的三維地質(zhì)力學(xué)模型，基于復(fù)合巖石多級(jí)破裂準(zhǔn)則和裂縫力學(xué)模型，模擬關(guān)鍵構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期三維應(yīng)力場(chǎng)，精細(xì)預(yù)測(cè)不同尺度裂縫參數(shù)的空間展布。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

巖石力學(xué)層約束下低滲透儲(chǔ)層不同尺度裂縫定量預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟：

步驟1：建立單井裂縫發(fā)育模式

步驟2：建立連井裂縫發(fā)育模式

步驟3：進(jìn)行巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)、力學(xué)參數(shù)測(cè)井解釋及動(dòng)－靜態(tài)校正

步驟4：各級(jí)巖石力學(xué)層結(jié)構(gòu)劃分及三維地質(zhì)力學(xué)模型建立

步驟5：關(guān)鍵造縫期確定及三維古應(yīng)力場(chǎng)模擬

步驟6：軟硬互層巖石多級(jí)破裂準(zhǔn)則建立

步驟7：建立裂縫參數(shù)力學(xué)表征模型

步驟8：低滲透儲(chǔ)層不同尺度裂縫定量預(yù)測(cè)。